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量子ビット演算の精度はここ10年で大幅に向上したが、究極の目標である、古典的なコンピュータよりも効率的に実世界の問題を解決できる耐障害性の高い量子コンピュータを実現するためには、さらなる開発が求められている。忠実度が高まるにつれ、量子ビット-蓄積相関や非マルコフ・ダイナミクスのような環境ノイズの微妙な影響さえも、回路設計と制御の焦点になりつつある。このような進展を導くために、我々は、数値的に厳密な方法で、広範なノイズ源の存在下における単一量子ビットのダイナミクスの包括的な姿を、ゲート動作のシーケンス全体について開示する。超伝導量子ビットの現実的なシナリオを模倣するために、オーミックから深い$1/f^{varepsilon}$のようなサブオーミック挙動までの熱リザーバを考慮する。力学的な特徴とは別に、ハーンエコーや動的デカップリングのような量子制御スキームが存在する場合の、シーケンス全体とコヒーレンス時間全体における量子ビットの性能の忠実度という2つのメリットを解析した。遅延フィードバックと長距離量子ビット-リザーバー相関の関連性が定量的に示され、現在のデバイスの性能の限界をより深く理解し、将来のデバイスの設計の指針となる。
http://arxiv.org/abs/2402.18518v1 (ar5iv, pdf)
Kiyoto Nakamura, Joachim Ankerhold
2024/02/28
Summary (DeepL訳)
量子ビット演算の精度はここ10年で大幅に向上したが、究極の目標である、古典的なコンピュータよりも効率的に実世界の問題を解決できる耐障害性の高い量子コンピュータを実現するためには、さらなる開発が求められている。忠実度が高まるにつれ、量子ビット-蓄積相関や非マルコフ・ダイナミクスのような環境ノイズの微妙な影響さえも、回路設計と制御の焦点になりつつある。このような進展を導くために、我々は、数値的に厳密な方法で、広範なノイズ源の存在下における単一量子ビットのダイナミクスの包括的な姿を、ゲート動作のシーケンス全体について開示する。超伝導量子ビットの現実的なシナリオを模倣するために、オーミックから深い$1/f^{varepsilon}$のようなサブオーミック挙動までの熱リザーバを考慮する。力学的な特徴とは別に、ハーンエコーや動的デカップリングのような量子制御スキームが存在する場合の、シーケンス全体とコヒーレンス時間全体における量子ビットの性能の忠実度という2つのメリットを解析した。遅延フィードバックと長距離量子ビット-リザーバー相関の関連性が定量的に示され、現在のデバイスの性能の限界をより深く理解し、将来のデバイスの設計の指針となる。
Links
http://arxiv.org/abs/2402.18518v1 (ar5iv, pdf)
Authors
Kiyoto Nakamura, Joachim Ankerhold
Published
2024/02/28